Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết kế các phương án tự lập lịch vòng song song sử dụng mô hình lập trình MPI và OpenMP hỗn hợp cho các hệ thống lưới đa lõi
Tóm tắt
Lập lịch vòng trong các hệ thống song song và phân tán đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong quá khứ. Tuy nhiên, không có nghiên cứu nào trong số đó xem xét đặc điểm kiến trúc đa lõi cho các hệ thống lưới mới nổi. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu đề xuất việc sử dụng mô hình lập trình hỗn hợp MPI và OpenMP để khai thác các mức độ song song khác nhau cho một hệ thống phân tán với máy tính đa lõi, nhưng không có nghiên cứu nào tập trung vào việc tự lập lịch vòng song song. Do đó, bài báo này nghiên cứu cách sử dụng mô hình hỗn hợp MPI và OpenMP để thiết kế một phương án tự lập lịch vòng song song được điều chỉnh cho kiến trúc đa lõi của các hệ thống lưới mới nổi. Ba ứng dụng có đặc điểm khác nhau được thực hiện và đánh giá để chứng minh hiệu quả của phương pháp lập lịch được đề xuất. Kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp được đề xuất vượt trội hơn so với các công trình trước đây cho ba ứng dụng và tốc độ tăng hiệu suất dao động từ 1,13 đến 1,75.
Từ khóa
#lập lịch vòng #hệ thống song song #hệ thống phân tán #kiến trúc đa lõi #mô hình lập trình hỗn hợp MPI #OpenMPTài liệu tham khảo
Banicescu I, Carino RL, Pabico JP, Balasubramaniam M (2005) Overhead analysis of a dynamic load balancing library for cluster computing In: Proceedings of the 19th IEEE international parallel and distributed processing symposium, pp 122.2
Boeres C, Nascimento AP, Rebello VEF Sena AC (2005) Efficient hierarchical self-scheduling for MPI applications executing in computational Grids. In: Proceedings of the 3rd international workshop on middleware for grid computing, pp 1–6
Chronopoulos AT, Penmatsa S, Yu N (2002) Scalable loop self-scheduling schemes for heterogeneous clusters. In: Proceedings of the 2002 IEEE international conference on cluster computing, pp 353–359
Chronopoulos AT, Penmatsa S, Xu J, Ali S (2006) Distributed loop-self-scheduling schemes for heterogeneous computer systems. Concurr Comput Pract Experience 18(7):771–785
Foster I (2002) The Grid: a new infrastructure for 21st century science. Phys Today 55(2):42–47
Foster I, Kesselman C (1997) Globus: a metacomputing infrastructure toolkit. Int J Supercomput Appl High Perform Comput 11(2):115–128
Foster I, Kesselman C (2003) The Grid 2: blueprint for a new computing infrastructure. Morgan Kaufmann, San Mateo
Foster I, Kesselman C, Tuecke S (2001) The anatomy of the grid: enabling scalable virtual organizations. Int J Supercomput Appl High Perform Comput 15(3):200–222
Herrera J, Huedo E, Montero RS, Llorente IM (2006) Loosely-coupled loop scheduling in computational grids. In: Proceedings of the 20th IEEE international parallel and distributed processing symposium, 6 pp
HINT performance analyzer. http://hint.byu.edu/
Hummel SF, Schonberg E, Flynn LE (1992) Factoring: a method scheme for scheduling parallel loops. Commun ACM 35(8):90–101
Li H, Tandri S, Stumm M, Sevcik KC (1993) Locality and loop scheduling on NUMA multiprocessors. In: Proceedings of the 1993 international conference on parallel processing, vol. II, pp 140–147
Mandelbrot BB (1988) Fractal geometry of nature. Freeman, New York
MPI. http://www.mcs.anl.gov/research/projects/mpi/
MPICH-G2. http://www.hpclab.niu.edu/mpi/
OpenMP. http://en.wikipedia.org/wiki/OpenMP/
Polychronopoulos CD, Kuck D (1987) Guided self-scheduling: a practical scheduling scheme for parallel supercomputers. IEEE Trans Comput 36(12):1425–1439
Shih W-C, Yang C-T, Tseng S-S (2007) A performance-based parallel loop scheduling on grid environments. J Supercomput 41(3):247–267
Spooner DP, Jarvis SA, Cao J, Saini S, Nudd GR (2003) Local grid scheduling techniques using performance prediction. IEE Proc-Comput Digit Tech 150(2):87–96
Tabirca S, Tabirca T, Yang LT (2006) A convergence study of the discrete FGDLS algorithm. IEICE Trans Inf Syst E89-D 2:673–678
Tang P, Yew PC (1986) Processor self-scheduling for multiple-nested parallel loops. In: Proceedings of the 1986 international conference on parallel processing, 1986, pp 528–535
Tzen TH, Ni LM (1993) Trapezoid self-scheduling: a practical scheduling scheme for parallel compilers. IEEE Trans Parallel Distrib Syst 4:87–98
Wu C-C, Lai L-F, Chiu P-H (2008) Parallel loop self-scheduling for heterogeneous cluster systems with multi-core computers. In: Proceedings of Asia-pacific services computing conference, vol 1, pp 251–256
Wu C-C, Lai L-F, Yang C-T, Chiu P-H (2009) Using hybrid MPI and OpenMP programming to optimize communications in parallel loop self-scheduling schemes for multicore PC clusters. J Supercomput. doi:10.1007/s11227-009-0271-z
Yang C-T, Chang S-C (2004) A parallel loop self-scheduling on extremely heterogeneous PC clusters. J Inf Sci Eng 20(2):263–273
Yang C-T, Cheng K-W, Li K-C (2005) An enhanced parallel loop self-scheduling scheme for cluster environments. J Supercomput 34(3):315–335
Yang C-T, Cheng K-W, Shih W-C (2007) On development of an efficient parallel loop self-scheduling for grid computing environments. Parallel Comput 33(7–8):467–487
Yang C-T, Shih W-C, Tseng S-S (2008) Dynamic partitioning of loop iterations on heterogeneous PC clusters. J Supercomput 44(1):1–23
Yang C-T, Chang J-H, Wu C-C (2009) Performance-based parallel loop self-scheduling on heterogeneous multi-core PC clusters. In: Proceedings of the second international conference on high performance computing and applications